电解池例题解析1

1、第三节电解池例题解析例1： （1993年全国高考题）图1中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现q极板质量增加，b极板处有无色无味的气体放出。符合这一情况的是（）a极板b极板x电极z溶液a. znc负极cuso4bcc负极naohcagfe正极agno3d. cuc负极cucl2选题角度：本题主要考查电解的相关知识。思路分析：题中“通电后发现q极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放 出''是解题的关键和突破口。极板质量增加”一定是金属阳离子在6/极板上放电 析出，所以d极板一定是阴极，与q极板相连的电源x极为负极，由此排除c 选项。b选项电解naoh溶液无金属单质析出也被排除

2、。电解cucb溶液时，阴 极上析出铜，q极板质量增加，而在阳极上是c放电生成c12,与题意不符，d 被排除。电解cuso4溶液，阴极析出铜，阳极放出氧气，a项符合题意。解答:a例2：用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的ph值下降的是（）a. cuso4b agno3c bacud. h2so4选题角度：本题主要考查如何判断电解后溶液的ph值思路分析与解答：阴极质量增加，说明溶液中含有不活泼金属的阳离子，电解液的ph值下降, 说明在阳极上是oh-离子放屯而使溶液中h+离子浓度增大，溶液屮的阴离子应 该是含氧酸根离子。综合分析应为：a、bo点评：由于溶液的ph值与溶液中h

3、l oh-的浓度直接相关，所以分析电解过程屮hj 0h是否放电就可以了解溶液ph值的变化。例3：从h+、cu2 na ba"、so/、ct六种离子中选岀适当的离子组成电解 质，按下列要求进行电解：(1) 以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则可选用的电解质溶液是o(2) 以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则可选用的电解质溶液是o(3) 以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少进行电解，则可选用的电解质溶液是o选题角度：本题主要考查屯解的相关知识。思路分析：(1) “电解质质量减少，水量不变匕其实质是电解电解质木身。 由上述电解质溶液的电解规律可知：

4、无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐均是电解质 本身电解，故符合该条件的离子组合为hc1、cucl2 o(2) “电解质质量不变，水量减少匕其实质是电解水。由电解规律可知：含 氧酸、碱、活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，实际上就是水的电解，故符合该条 件的离子组合为h2so4、na2so4 0(3) “电解质和水量都减少匕实质上是电解电解质和水。活泼金属的无氧酸 盐、不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，电解质和水都发生电解，故符合该条件 的离子组合为nack bacl?、cuso4 o解答：(1) hck cucl2 ； (2) h2so4> na2so4 ； (3) nack baclr cuso4

5、o例4：在25 °c时将两个铜电极插入一定质量的na2so4饱和溶液中进行电解。通 电一段时间后，阴极上逸出cniol气体，同时有vvgna2so4 ioh2o晶体析出。 若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数为()扎一-x100%b. -xloo%c.7100 w161(w + 36d)xloo%d.7100 wi6io + i83)xloo%选题角度：本题主耍考查电解的相关知识。思路分析：电解发生的电极反应为：cu -2e = cu2+（|50极），2h+ + 2e = h2 ? （阴极）。电解的总化学方程式为cu +2h2o = cu（oh）2； +阴极逸出amol 出，水被电解

6、了 2a mol,即析出的w g na2so4 - 10h2o溶解在2a mol水中恰好 是25°c的饱和溶液，该溶液中溶质的质量分数与剩余溶液中溶质的质量分数相 等。142 wgx-x100% =w g+2axl8 gx1oo%=7100 w161(w + 36d)a极板b极板x电极z溶液(a)锌石墨负极cusc)4(b)石墨石墨负极naoh(c)银铁正极agno3(d)铜石墨负极cucl2)o专z溶液解答：c 例5：图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板 处有无色无臭的气体放出，符合这一情况的是（选题角度：本题主要考查电解的相关知识。思路分析：对于a,当

7、x为负极时，a为阴极，b为阳极，电解cuso4溶液 时，阴极析出cu,质量增加，阳极上析出无色无臭的o2,符合题意；对于b, 电解naoh溶液，实际上就是电解水，两极上得到的都是气体，不可能使a极质 量增加，对于c,实际上是一个电镀池，是往fe上镀银，a极板溶解质量减少, 同时无气体放出；对于d,电解cucl?溶液时，a极质量虽然增加，但b极上放 出的是黄绿色有刺激性气味的气体，因此，b、c、d均不符合题意。本题也可用淘汰法解答。已知a极板质量增加，说明x为负极，则可排除c； 且该电解质溶液中含有h后面的不活泼金属离子，又排除b。b极有无色无臭气 体放出，溶液屮必无ct,排除d。故答案为a。解

8、答：ao例6：将含有0.4mol/lcu(no3)2和o.4mol/lkc1的水溶液500 ml,用惰性电极电 解一段时间后，在一个电极上析出0.15 mol cu,此时在另一电极上放岀气体， 在标准状况下约为()。a. 5.6 lb. 6.72 lc 2.8 ld 84 l选题角度：本题主要考查电解的相关知识。思路分析：在cu(no3)2和kc1组成的混合溶液中，存在着 cu2 no；、k ct以及水电离出来的h+和oh。当通电后，阴极上析出cu, 阳极上析出cl?。当有0.15 mol cu析出的同时，这时通过的电子的物质的量为 0.15molx2 = 0.3molo这时溶液中ct已经全部

9、氧化成cl?,并有oit离子放电析 出可以根据阳、阴两极得失电子相等的原理，可求岀。2的体积：vor x4 + 0.4mol/lx0.5l = 0.15molx222.4l-mor,解得，=0.56l由题意可知cl,的体积=-x0.4mol/lx0.5lx22.4mol/l = 2.24l- 2所以，析岀气体的总体积=0.56l+2.24l=2.8l。解答：co 例7：按下图装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加了。cuso4 溶液(1) 乙杯中，两极发生的电极反应式为：；o(2) 甲杯中发生反应的化学方程式是：(3) c-c fe ag四个电极上析出的或溶解物质的物质的量之比为。选

10、题角度：本题主要考查电解的相关知识。思路分析：由铁电极的质量增加可知fe为阴极，而ag为阳极，两极的电极反应式分别为：阴极ag+e = ag,阳极ag-e = ag+,进而也可知电源n极为正极，m极为负极，所以甲池中应是电解cuso4溶液的装置，阴极 c0+2e二cu,阳极4oh-4e = 2h2o + o2 ?,因oft来自于比0,所以书写 总反应式时0h 一应以水代替，总方程式为 2cuso4 + 2h2o塵壘2cu + o2t +2h2so4 ；又依据串联电池中各电极上通过的电 子的物质的量相等，设电子的物质的量为1 mol,则c-c-fe-ag四个电极上 溶解或析出的物质的量之比为：c

11、u ：0, : “ag ：%=*：*： +：f：2： 1:4:4解答：(1)fe 极：ag*+e = ag,ag 极：ag-e = ag4 ；申解.(2) 2cuso4 + 2h2o2cu + 02 t +2h2so4；(3) 2： 1： 4： 4o例8：写出下列溶液电解后，溶液复原需加入的物质。 nano3 hc1 cu(no3 )2 nacl选题角度：本题主要考查如何利用电解方程式判断电解后溶液复原需加入的 物质思路分析与解答： 电解nano3:阳极4oh-4e'=2h2o+o2t,阴极4h+4e_=2h2t 阳极逸出物。2与阴极逸出物氏化合生成物为比0,所以加出0即可恢复原溶液。

12、 电解hc1： hc1=h2 t+c12 t逸出物比与cl?化合为hc1气体，所 以加hc1气即可。而不能加盐酸。_申解水 电解cu(no3)2： 2cu(no3)2 4-2h2o2cu + o2 t +4hno3 逸出物 cu与o2化合为cuo,所以应加入cuoo申解水木 电解nacl： 2nacl + 2h2o2naoh + h2 t+c12 t 逸出物比与c.化 合为hc1气，所以应加入hc1气体。点评：对于电解后的溶液，要想使之复原，只须将电解方程式中阴阳两极的 逸岀物化合后生成的物质加入即可。例9： a、b、c是三个电解槽，阳极均是pt电极。a槽是cucb做电解液，纯 铜片做阴极；b

13、和c两槽以agno3溶液做电解液，纯银丝做阴极。先将a和b 槽并联，再与c槽串联进行电解。若b槽中银丝质量增加0.108 g, c槽银丝质 量增加0.216 g,则a槽中铜片增加的质量为o选题角度：本题主要考查电解的相关知识。思路分析：本题是将a、b并联之后再与c串联，根据物理学电流定律可知: ic = k + ib，可推出各电解池得失的电量关系为：qc = q + 2b0设a槽中 铜片增加的质量为兀，故有：旦亘xl= x2+山廊亘xi108 g tnol'1 64 g- tnol'1 108 g mol"1解x= 0. 032 g解答：0.032 g点评：熟练掌握串

14、联电路、并联电路的电流强度大小的关系是解本题的关键例10：右图为电解水的装置图，闭合开关s后，观察到电压表的示数为6.0 v, 电流表的示数为100 mao(1) 此时a管内生成气，b管内生成气。(2) 试写出电解水的化学方程式。(3) 通电过程中，a极、b极各发生何种化学反应？(4) 为了加快电解水的速率，可在水屮加入()a. h2so4b.hc1c. naohd.nacl(5) 在实验过程中消耗了何种形式的能量，产生了何种形式的能量？(6) 若通电10 min, a管中将生成ml气体(标准状况)。(7) 已知每摩尔水被电解消耗280.8 kj能量，则10 min内增加了多少化学能?(8)

15、在电解池屮产生多少内能，在该实验屮两极间液体的电阻是多大？选题角度：这是一道物理、化学综合题，涉及能量转换、化学反应的类型及 电路计算等知识，每小题是相对独立的，用单一知识能求解，各题之间又是通过 相关知识点渗透的。本题主要考查知识的综合及迁移能力。思路分析：(1) 因为h+带正屯，oh带负电，由电池正、负极位置可知，h4向a极移动, 在a管内生成h2, b管内生成02。(2) 电解水的化学方程式为：2h2offi 2h2f *5仁(3) a 极：4h+ + 4e=2h2t： b 极：4oh 4e = 2h2o + 02?0(4) 在水屮加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快，但加入hc1或na

16、cl 后在阳极生成cb，而不是。2,所以应选a和c。(5) 在电解水的过程中消耗了电能，产生了化学能和内能，由能的转化和守 恒定律知，消耗的能量应等于产生能量的总和。因ttp=0.1 ax600s = 60co t到达阴极的h+和电子结合成h, h再相互结合成h2。每个电子带电e =601.6xw19 c,10 min内在阴极上生成h2的物质的量为”（h2）=i7=2xl.6xl0-x6.02xl0-=311x1°'4（m01）故a管内生成标准状况下h2的体积为：v(h2)= 3.11x10, molx22.4 l/mol=6.97xl0-3 l=6.97 ml(7) 10

17、min 内增加的化学能 e化=3.1510故280.8><10以=87.3(j)(8) 由能量守恒求得电解池中产生的内能q = e 电一 e 化=5 一 e(t= 6x0.1x600x87.3 = 272.7(j)由焦耳定律可得电解池内两极间的电阻272.70.12x600=45.5 0解答：(1)氢氧 2h2o ®=2h2 t + ch t(3) a 极：4h+ + 4e =2h2l； b 极：40ft 4e = 2h2o + o2?(4) a、c(5) 消耗了电能，产生了化学能和内能。(6) 6.97(7) 87.3 j 272.7 j 45.5 q例11：已知铅蓄电

18、池的两极分别为pb、pbo2,在放电时起原电池的作用，充 电吋起电解池的作用。铅莆电池发生反应的化学方程式可表示为放电_pb+ pboa+ 2h2so4 - 2pbso4 i + 2h20o充电(1) 写出放电时负极发生反应的化学方程式o(2) 当蓄电池作为电源，电解cuso4溶液生成1.6g cu时，蓄电池内消耗h2so4molo(3) 给蓄电池充电时,若要使3.03 g pbso4转变为pb和pbo2,需mol&的电量。选题角度：此题涉及蓄电池的电化学原理、电解cuso4溶液的反应原理、 电极反应和有关电池反应、屯解反应的计算等知识点。考查学生的分析能力、计 算能力以及思维的严密性和整体性。思路解析:(1)蓄电池放电时，发生原电池反应。负极上的反应是pb + so42_-2e =pbs04o(2)由电池反应放电pb+ pbo2 + 2h2so4 有二 2pbso4 ! + 2比0。"" 充电"有2e -2h2so4的关系又由电解反应2cuso4*2h2o电解2cu + 2h2so4* 6 f ,有 4&26 的关系；依据电子守恒的关系，可得2e2h2so46的关系。0.025 mol1.6 g电解cuso4溶液生成的cu的物质